Amplificadores de potencia

Clase 7 Laboratorio Analogico II

1. Amplificadores de
potencia
Clase 7

2. Amplificadores de potencia
Unamplificadorrecibeunaseñalprovenientedealgún
transductordedetecciónuotrafuentedeentrada,yentrega
unaversiónamplificadadelaseñalaalgúndispositivodesalida
oaotraetapadelamplificador.Engeneral,laseñaldeun
transductordeentradaespequeña(dealgunosmilivolts
provenientesdelaentradadeunreproductordecasetes,CDso
cualquierotrodispositivodealmacenamiento,obiendeuna
antena)ynecesitaseramplificadalosuficienteparaque
funcioneundispositivodesalida(bocinauotrodispositivode
manejodepotencia).Enamplificadoresdeseñalpequeña,los
factoresprincipalessuelenserlalinealidaddelaamplificacióny
lamagnituddelaganancia.

3. Amplificadores de potencia
Comolacorrienteyelvoltajedelaseñalsonpequeñosenun
amplificadordeseñalpequeña,lacantidaddecapacidadde
manejodepotenciaylaeficienciaenrelaciónconlapotencia
nosondeterminantes.Unamplificadordevoltajeamplificael
voltajesobretodoparaincrementarelvoltajedelaseñalde
entrada.Losamplificadoresdepotenciaodegranseñal,por
otraparte,proporcionanlasuficientepotenciaaunacargade
salidaparaexcitarunabocinauotrodispositivodepotencia,
porlogeneraldesdealgunoswattshastadecenasdewatts

4. Amplificadores de potencia

5. Amplificadores de potencia
ClaseA:Laseñaldesalidavaríaalolargodelos360°
delciclo.Lafiguramuestraqueestorequierequeel
puntoQsepolariceaunniveldemodoquecuando
menoslamitaddelaexcursióndelaseñaldesalida
puedavariarhaciaarribayhaciaabajosinque
llegueaserunvoltajesuficientementealtocomo
paraserlimitadoporelniveldealimentaciónde
voltaje,odemasiadobajocomoparaquese
aproximealniveldealimentaciónbajo,o0Venesta
descripción

6. Amplificadores de potencia
ClaseB:UncircuitoclaseBproporcionaunaseñalque
varíadurantelamitaddelciclodelaseñalde
entrada,odurante180°delaseñal,comosemuestra
enlafigura.Elpuntodepolarizacióndecddela
claseBesporconsiguientede0V,conlasalidaque
varíaentoncesapartirdeestepuntodepolarización
durantemediociclo.

7. Amplificadores de potencia
Obviamente,lasalidanoesunareproducciónfielde
laentradasisólohayunsemiciclo.Serequierendos
operacionesdeclaseB:unaparaqueproporcione
unasalidaenelsemiciclodesalidapositivaylaotra
paraquehayaoperaciónenelsemiciclodesalida
negativa.

8. Amplificadores de potencia
Estetipodeconexiónseconocecomooperación
equilibrada(push-pull),lacualanalizaremosmás
adelanteenestecapítulo.Observequelaoperación
Bporsímismacreaunseñaldesalidamuy
distorsionada,puestoquelareproduccióndela
entradaocurredurantesólo180°delaexcursióndela
señaldesalida

9. Amplificadores de potencia
ClaseAB:Unamplificadorsepuedepolarizaraun
niveldecdsobreelniveldecorrientedebasecero
delaclaseByporsobrelamitaddelniveldevoltaje
dealimentacióndelaclaseA;estacondiciónde
polarizacióneslaclaseAB.

10. Amplificadores de potencia
Noobstante,laoperaciónclaseABrequiereuna
conexiónpush-pullparalograrunciclocompletode
salida,peroelniveldepolarizacióndecdsueleestar
máscercadelniveldecorrientedebaseceropara
unamejoreficienciadelapotencia,comose
describiráenbreve.ParalaoperaciónclaseAB,la
excursióndelaseñaldesalidaocurreentre180°y
360°ynoesnioperaciónclaseAnioperaciónclaseB

11. Amplificadores de potencia
ClaseC:LasalidadeunamplificadorclaseCse
polarizaparaqueopereamenosde180°delcicloy
funcionarásóloconuncircuitosintonizado
(resonante),elcualproporcionaunciclocompleto
deoperaciónalafrecuenciasintonizadaoresonante.
Porconsiguiente,estaclasedeoperaciónseutilizaen
áreasespecialesdecircuitossintonizados,como
radioocomunicaciones.

12. Amplificadores de potencia
ClaseD:Estaclasedeoperaciónesunaformadeun
amplificadorqueutilizaseñalesdepulsos(digitales),
lascualesseactivanduranteunintervalocortoyse
desactivanduranteunintervalomáslargo.La
aplicacióndetécnicasdigitalespermiteobteneruna
señalquevaríeduranteelciclocompleto(mediante
circuitosdemuestreoyretención)pararecrearla
salidademuchaspiezasdelaseñaldeentrada.

13. Amplificadores de potencia
LaventajaprincipaldelaoperaciónclaseDesqueel
amplificadorse“activa”(utilizandopotencia)sólo
duranteintervaloscortosylaeficienciatotalpuede
serprácticamentemuyalta,comosedescribea
continuación.

14. Eficiencia de un
amplificador
Laeficienciadepotenciadeunamplificador,
definidacomolarelaciónentrelapotenciadesalida
ylapotenciadeentrada,mejora(sehacemayor)
cuandovadelaclaseAalaclaseD.

15. Eficiencia de un
amplificador
Latablaresumelaoperacióndelasdiversasclasesde
amplificadores.Estatablaproporcionaunacomparaciónrelativadela
operacióndelciclodesalidaylaeficienciadepotenciadelos
diversostiposdeclases

16. AMPLIFICADOR CLASE A
ALIMENTADO EN SERIE
Podemos utilizarlaconexióndecircuitode
polarizaciónfijasimplemostradaenlafigurapara
analizarlascaracterísticasprincipalesdeun
amplificadorclaseAalimentadoenserie.

17. AMPLIFICADOR CLASE A
ALIMENTADO EN SERIE
Lasúnicasdiferenciasentreestecircuitoylaversión
deseñalpequeñayaantesconsideradasonquelas
señalesmanejadasporelcircuitodegranseñalse
encuentranenelordendevolts,yeltransistor
utilizadoesuntransistordepotenciaqueescapazde
operarenunrangoquevadesdealgunoswattshasta
decenas

18. AMPLIFICADOR CLASE A
ALIMENTADO EN SERIE
Comosedemostraráenestasección,estecircuitono
eselmejorautilizarcomoamplificadordeseñal
grandedebidoasubajaeficienciadepotencia.En
general,labetadeuntransistordepotenciaes
menorde100,elcircuitodeamplificadortotalque
utilizatransistoresdepotenciacapacesdemanejar
grandescantidadesdecorrienteopotenciaaunque
noproporcionenmuchagananciadevoltaje

19. AMPLIFICADOR CLASE A
ALIMENTADO EN SERIE

20. AMPLIFICADOR CLASE A
ALIMENTADO EN SERIE

21. AMPLIFICADOR CLASE A
ALIMENTADO EN SERIE
Paraapreciarlaimportanciadelapolarizacióndecd
enlaoperacióndelamplificadordepotencia,
considerelacaracterísticadecolectormostradaen
lafigura.Setrazaunarectadecargadecdconlos
valoresdeVCCyRC.Lainterseccióndelvalorde
polarizacióndecddeIBconlarectadecargadecd
determinaentonceselpuntodeoperación(puntoQ)
paraelcircuito

22. AMPLIFICADOR CLASE A
ALIMENTADO EN SERIE

23. Operación en ca
Cuandoseaplicaunaseñaldeentradadecaal
amplificadordelafigura,lasalidavariaráapartirde
suvoltajeycorrientedeoperacióndepolarizaciónde
cd.

24. Operación en ca
Unaseñaldeentradapequeñacomoladelafigura
haráquelacorrientedebasevaríeporarribaypor
debajodelpuntodepolarizacióndecd,lacualhará
entoncesquelacorrientedecolector(salida)varíea
partirdelpuntodepolarizacióndecdestablecido,así
comotambiénqueelvoltajedecolectoraemisor
varíeentornoasuvalordepolarizacióndecd.

25. Operación en ca

26. Consideraciones sobre la
potencia
Lapotenciaqueentraaunamplificadorla
proporcionalafuente.Sinseñaldeentrada,la
corrientedecdabsorbidaeslacorrientede
polarizacióndecolector??????
????????????Portanto,lapotencia
extraídadelafuentees
??????
??????��=??????
??????????????????
????????????

27. Potencia de salida
Lacorrienteyvoltajedesalidaquevaríanalrededor
delpuntodepolarizaciónentreganpotenciadecaa
lacarga.Estapotenciadecasesuministraalacarga
RCenelcircuitodelafigura.LaseñaldecaVihace
quelacorrientedebasevaríealrededordela
corrientedepolarizacióndecdyquelacorrientede
colectorlohagaalrededordesunivelquiescente
ICQ.

28. Potencia de salida
Comosemuestraenlafigura,laseñaldeentradade
cageneraseñalesdecorrienteyvoltajedeca.
Cuantomásgrandeeslaseñaldeentradamayores
laexcursióndesalida,hastaelvalormáximo
establecidoporelcircuito.Lapotenciadeca
entregadaalacargaseexpresadediferentes
maneras.

29. Potencia de salida

30. Eficiencia
Laeficienciadeunamplificadorrepresentala
cantidad depotenciadecasuministrada
(transferida)desdelafuentedecd.Laeficienciadel
amplificadorsecalculacon